Antag att en kommersiell jetliner (säger en Airbus A320 eller Boeing 737) nedskalades i en fjärrstyrd drone så att dess vingspets var två meter bred. Mina frågor om denna skala-modell är:
1) Skulle jetmotorer fungera om nedskalade till sådana proportioner?
2) Skulle vingarna, svansplanen, vagnarna, flikarna etc. fungera om det exakt är nedskalat i samma förhållande som fartyget?
3) Vid vilken hastighet ska skalmodell taxi för att ta av?
4) Vid vilka hastigheter ska skalmodellen flyga för att uppnå en stabil flygning, om vingarnas längd och bredd etc. görs korrekt på skalan?
5) Är det möjligt att flyghastigheten för en skallemodell av en kommersiell flyglinje kan minskas i den utsträckning att den realistiskt kan fjärrstyras av en person på marken i en stadsmiljö, såsom en park ?
6) En av de saker jag frågar här är: kan planet som visas i den här videon vara äkta? Eller är det nödvändigtvis en hoax, gjord med datorgrafik?
Om du skala ner strukturen på ett modernt flygplan, skulle det fungera snyggt. Eftersom volymen vågar med den tredje kraftens längd, men arean vågar med den andra effekten, kommer vingeladdningen att minska med skalningsfaktorn. Därför skulle det dynamiska trycket som krävs för att flyga också minska med skalningsfaktorn, liksom alla aerodynamiska tryck. Det betyder att alla spänningar inom strukturen också kommer att minska, så att strukturella säkerhetsmarginalen ökar med skalfaktorn.
Vad vågar mindre snyggt är flödesfenomenen. Reynolds-talet kommer att komma ner med den femte kraften för skalningsfaktorn (1 effekt för längden och 0,5 effekt för den reducerade hastigheten), så gränsskiktet skulle vara relativt tjockare. Detta skulle minska den maximala lyftkoefficienten och göra gapen mellan vingarna (lutar, flikar) med hög lyfthöjd för liten för att fungera korrekt. En enkel logaritmisk skaleringslag fungerar bra bara över små förändringar och kan inte tillämpas här. Trots allt är skalfaktorn nära 60. Jag skulle gissa att den maximala lyftkoefficienten är bara hälften av vad det är för det riktiga flygplanet, så starthastigheten minskar med en faktor $ \ sqrt {0.5 \ cdot skalning \; faktor} $. Om starthastighet av originalet är 260 km / h kan modellen ta av sig på kanske 45 eller 50 km / h.
Det här är ganska lite lägre än det ursprungliga flygplanets hastighet, men fortfarande för högt för att flyga det bekvämt i en park. Ett brett öppet fält skulle vara mer lämpligt.
Samtidigt betyder det relativt tjockare gränslaget att dragningen av det skalade luftfartyget är relativt högre, så att flygplanets L / D kommer ner. Tyvärr kommer flödet inuti de skalade gasturbinerna också att påverkas negativt av Reynolds-numret, så att de kommer att producera lite tryckkraft. Sammantaget är jag helt säker på att den skalade Airbus eller Boeing inte skulle kunna accelerera till den önskade starthastigheten, eftersom både dragförhöjning och tryckförlust på grund av skalning gör det omöjligt.
Jag sparade den svåraste delen till slutet. Flödet i de lilla hydraulledningarna skulle vara tjockt som honung (men du kan öka det hydrauliska trycket med skalningsfaktorn innan linjerna brister!), Och att skalning av alla styrkretsar skulle resultera i elektroniska komponenter som skulle upphöra att fungera helt.
Till slut skulle mitt svar vara ett tydligt nummer. Det kommer att behöva en hel del anpassningar, och endast då kan en skala modell göras för att flyga.
Läs andra frågor om taggar aerodynamics aircraft-design airliner Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna